Welcome to Repositori Universitas Muria Kudus - Repositori Universitas Muria Kudus
ANALISIS KONSUMSI DAYA SISTEM KONTROL
TERHADAP PANJANG PROSES GRAFIR PADA
PROTOTIPE MESIN ROUTER MILLING
Laporan ini disusun guna memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan
program S-1 Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muria Kudus
Disusun Oleh :
Nama
: Ivon Marlina
NIM
: 2011-52-024
Program Studi
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik
UNIVERSITAS MURIA KUDUS
KUDUS
2016
ii
iii
RINGKASAN
Tujuan dalam penelitian ini adalah Untuk mengetahui besaran konsumsi
daya sistem terhadap panjang proses grafir dan mengetahui biaya yang di perlukan
pada proses mengggrafir percentimeternya untuk meneliti konsumsi daya sistem
terhadap panjang proses grafir dalam hal ini di aplikasikan pada prototipe mesin
router milling yang menggunakan arduino uno dan software GRBL , dalam
penelitian ini dilakukan beberapa proses tahapan untuk mendapatkan hasil yang di
inginkan mulai dari persiapan , pembuatan alat, pengujian alat sampai analisa dan
pembahasan ,selanjutnya di lakukan pengujian alat dengan menentukan
tegangan,arus,waktu,cosq terhadap jarak yang telah di tentukan pada arah gerakan
x yaitu 15 cm, gerakan y yaitu 15 cm dan xy yaitu 21 cm pada pengujian
menggunakan PCB sebagai tempat untuk menggrafir, pengujian di bagi tiga
kolom untuk x dan y dengan waktu (30,60,90)detik dan untuk xy(miring) dengan
waktu (40,80,120)detik dalam percobaan ini menggunakan pola segitiga siku .
Didapatkan hasil bahwa konsumsi daya pada gerakan y lebih besar yaitu
57,4 watt dan gerakan x lebih kecil yaitu 35,7 watt kemudian untuk mendapatkan
daya wh menggunakan waktu jarak tempuh sehingga didapat konsumsi daya
wh/cm untuk gerakan x dengan jarak 15 cm dengan konsumsi daya per
centimeternya yaitu 0,058 wh/cm , gerakan y dengan jarak 15 mendapat konsumsi
daya percentimetrenya 0,093 wh/cm dan untuk gerakan xy mendapat konsumsi
daya per centimeternya yaitu 0,06 wh/cm sehingga didapat biaya konsumsi daya
per centimeternya dengan gerakan x yaitu 0,0348 rp/cm, gerakan y yaitu 0,0558
rp/cm, gerakan xy yaitu 0,036 rp/cm.
Kata kunci : Konsumsi Daya, Router Milling, PCB
iv
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmanirrohim
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufiq serta hidayahNya kepada penulis, sehingga penulis
dapat menyelesaikan laporan skripsi dengan “ANALISIS KONSUMSI DAYA
SISTEM KONTROL TERHADAP PANJANG PROSES GRAFIR PADA
PROTOTIPE MESIN ROUTER MILLING” Penulisan laporan ini disusun
untuk melengkapi salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjana S-1 Progam
Studi Teknik Elektro Universitas Muria Kudus.
Atas tersusunnya Laporan Skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Suparnyo, SH . MS Selaku Rektor Universitas Muria Kudus
2. Bapak Moh Dahlan, ST, MT, Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muria Kudus
3. Bapak Budi Gunawan, ST, MT, Selaku Ketua Progam Studi Teknik
Elektro Universitas Muria Kudus
4. Bapak Budi Gunawan, ST, MT, Selaku Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan untuk terselesainya penulisan laporan ini
5. Bapak Solekhan, MT, Selaku Pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan untuk terselesainya penulisan laporan ini
6. Bapak Dosen dan Staf Karyawan dilingkungan Fakultas Teknik khususnya
Progam Studi Teknik Elektro Universitas Muria Kudus
7. Untuk Orang Tua saya yang telah memeberikan motivasi untuk
terselesainya skripsi ini
8. Untuk seluruh rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan kontribusi
baik berupa saran dan masukan
v
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL....................................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................................
iii
RINGKASAN .............................................................................................................
iv
KATA PENGANTAR .................................................................................................
v
DAFTAR ISI ................................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ........................................................................................................
x
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah .............................................................................................
2
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................................
2
1.4 Tujuan Skripsi ......................................................................................................
3
1.5 Manfaat Skripsi ....................................................................................................
3
1.6 Sistematika penulisan ..........................................................................................
3
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Computer Numerical Control (CNC) ..................................................................
5
2.2 Mikrokontroller Arduino Uno .............................................................................
9
2.3 Prinsip Dasar router milling.................................................................................
11
2.4 Mesin router milling ............................................................................................
12
2.5 Spindle Mesin ......................................................................................................
12
2.6 Jenis-Jenis Motor Beserta Cara Kerjanya ............................................................
14
2.6.1 Motor ............................................................................................................
14
2.6.2 Stepper ..........................................................................................................
15
2.7 Motor Stepper ......................................................................................................
17
2.7.1 Karakteristik Motor Stepper ........................................................................
18
2.7.2 Kontruksi Motor Stepper .............................................................................
19
2.8 Tipe-Tipe Motor Stepper .....................................................................................
20
2.8.1 Motor Stepper Tipe Variable Reluctance (VR) ...........................................
21
vii
2.8.2 Motor Stepper Tipe Permanent Magnet (PM).............................................
22
2.8.3 Motor Stepper Tipe Hybrid (HB) ................................................................
22
2.9 Kelebihan Motor Stepper .....................................................................................
22
2.10 Istilah Faktor Daya Listrik .................................................................................
23
2.11 Rumus Daya, Arus, Tegangan ...........................................................................
24
2.12 Tarif Dasar Listrik (TDL) ..................................................................................
26
BAB III
METEDOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian .............................................................................
26
3.2 Alat Dan Bahan ....................................................................................................
26
3.3 Variabel Yang Di Ukur ........................................................................................
26
3.4 Tehnik Pengumpulan Data ..................................................................................
26
3.5 Prototipe Eksperimen...........................................................................................
28
3.6 flow chart cara pengujian.....................................................................................
30
3.7 Analisa Data .........................................................................................................
31
BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
4.1 hasil pengukuran dan perhitungan x, y , xy .........................................................
32
4.1.1 pengukuran gerakan x, y, xy ........................................................................
32
4.1.2 perhitungan gerakan x, y , xy.......................................................................
33
4.2 pembahasan ..........................................................................................................
35
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..........................................................................................................
36
5.2 Saran ...................................................................................................................
36
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN-LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh Desain Gambar/Pola ....................................................................
6
Gambar 2.2 Aplikasi Grbl ............................................................................................
7
Gambar 2.3 Board Arduino Uno ..................................................................................
10
Gambar 2.4 Milling Cutter ...........................................................................................
11
Gambar 2.5 Router Milling ..........................................................................................
12
Gambar 2.6 Minigrinder M-2310 ................................................................................
13
Gambar 2.7 Spindle Pada Mesin Router Milling .........................................................
13
Gambar 2.8 Putaran Motor ...........................................................................................
14
Gambar 2.9 Ilustrasi Arah Motor .................................................................................
15
Gambar 2.10 Skema Motor Stepper .............................................................................
16
Gambar 2.11 Karakteristik Stepper Pembangkit Tunggal ...........................................
17
Gambar 2.12 Karakteristik Stepper Pembangkit Ganda ..............................................
17
Gambar 2.13 Kontruksi Atau Bagian Motor Stepper...................................................
20
Gambar 2.14 Penanmpang Melintang Dari Motor Stepper Tipe (Vr) .........................
21
Gambar 2.15 Ilustrasi Sederhana Dari Motor Stepper Tipe (Pm) ................................
21
Gambar 2.16 Penampang Melintang Dari Motor Stepper Tipe Hibrid .......................
22
Gambar 2.27 Gambar Segitiga Siku Daya ...................................................................
24
Gambar 2.28 Rumus Daya, Arus, Tegangan................................................................
24
Gambar 2.29 Rumus Daya ...........................................................................................
25
Gambar 2.20 Tarif Dasar Listrik(TDL) 2004 ..............................................................
26
Gambar 3.1 Pemasangan Watt Meter Pada Sumber Tegangan....................................
27
Gambar 3.2 Prototipe Router Milling ..........................................................................
28
Gambar 3.3 Box Tempat Driver Dan Power Supply ...................................................
28
Gambar 3.4 Alat-Alat Router Milling ..........................................................................
29
Gambar 3.5 Diagram Blok Pemasangan Alat Ukur .....................................................
29
Gambar 3.8 flow chart pengukuran ..............................................................................
30
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Daya Pengukuran Dan Perhitungan .......................
34
Gambar 4.2 Grafik Konsumsi Daya Wh/Cm ...............................................................
34
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengukuran Gerakan x , y, xy ......................................................................
32
Tabel 4.2 Perhitungan Gerakan x,y,xy .........................................................................
33
Tabel 4.3 Rerata Rekapitulasi Perhitungan Wh/Cm Gerakan x,y,xy...........................
33
Tabel 4.4 Biaya Konsumsi Untuk Menggrafir Per/cm nya ..........................................
35
x
TERHADAP PANJANG PROSES GRAFIR PADA
PROTOTIPE MESIN ROUTER MILLING
Laporan ini disusun guna memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan
program S-1 Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muria Kudus
Disusun Oleh :
Nama
: Ivon Marlina
NIM
: 2011-52-024
Program Studi
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik
UNIVERSITAS MURIA KUDUS
KUDUS
2016
ii
iii
RINGKASAN
Tujuan dalam penelitian ini adalah Untuk mengetahui besaran konsumsi
daya sistem terhadap panjang proses grafir dan mengetahui biaya yang di perlukan
pada proses mengggrafir percentimeternya untuk meneliti konsumsi daya sistem
terhadap panjang proses grafir dalam hal ini di aplikasikan pada prototipe mesin
router milling yang menggunakan arduino uno dan software GRBL , dalam
penelitian ini dilakukan beberapa proses tahapan untuk mendapatkan hasil yang di
inginkan mulai dari persiapan , pembuatan alat, pengujian alat sampai analisa dan
pembahasan ,selanjutnya di lakukan pengujian alat dengan menentukan
tegangan,arus,waktu,cosq terhadap jarak yang telah di tentukan pada arah gerakan
x yaitu 15 cm, gerakan y yaitu 15 cm dan xy yaitu 21 cm pada pengujian
menggunakan PCB sebagai tempat untuk menggrafir, pengujian di bagi tiga
kolom untuk x dan y dengan waktu (30,60,90)detik dan untuk xy(miring) dengan
waktu (40,80,120)detik dalam percobaan ini menggunakan pola segitiga siku .
Didapatkan hasil bahwa konsumsi daya pada gerakan y lebih besar yaitu
57,4 watt dan gerakan x lebih kecil yaitu 35,7 watt kemudian untuk mendapatkan
daya wh menggunakan waktu jarak tempuh sehingga didapat konsumsi daya
wh/cm untuk gerakan x dengan jarak 15 cm dengan konsumsi daya per
centimeternya yaitu 0,058 wh/cm , gerakan y dengan jarak 15 mendapat konsumsi
daya percentimetrenya 0,093 wh/cm dan untuk gerakan xy mendapat konsumsi
daya per centimeternya yaitu 0,06 wh/cm sehingga didapat biaya konsumsi daya
per centimeternya dengan gerakan x yaitu 0,0348 rp/cm, gerakan y yaitu 0,0558
rp/cm, gerakan xy yaitu 0,036 rp/cm.
Kata kunci : Konsumsi Daya, Router Milling, PCB
iv
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmanirrohim
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, taufiq serta hidayahNya kepada penulis, sehingga penulis
dapat menyelesaikan laporan skripsi dengan “ANALISIS KONSUMSI DAYA
SISTEM KONTROL TERHADAP PANJANG PROSES GRAFIR PADA
PROTOTIPE MESIN ROUTER MILLING” Penulisan laporan ini disusun
untuk melengkapi salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjana S-1 Progam
Studi Teknik Elektro Universitas Muria Kudus.
Atas tersusunnya Laporan Skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Suparnyo, SH . MS Selaku Rektor Universitas Muria Kudus
2. Bapak Moh Dahlan, ST, MT, Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muria Kudus
3. Bapak Budi Gunawan, ST, MT, Selaku Ketua Progam Studi Teknik
Elektro Universitas Muria Kudus
4. Bapak Budi Gunawan, ST, MT, Selaku Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan untuk terselesainya penulisan laporan ini
5. Bapak Solekhan, MT, Selaku Pembimbing II yang telah memberikan
bimbingan untuk terselesainya penulisan laporan ini
6. Bapak Dosen dan Staf Karyawan dilingkungan Fakultas Teknik khususnya
Progam Studi Teknik Elektro Universitas Muria Kudus
7. Untuk Orang Tua saya yang telah memeberikan motivasi untuk
terselesainya skripsi ini
8. Untuk seluruh rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan kontribusi
baik berupa saran dan masukan
v
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL....................................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................................
iii
RINGKASAN .............................................................................................................
iv
KATA PENGANTAR .................................................................................................
v
DAFTAR ISI ................................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ........................................................................................................
x
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah .............................................................................................
2
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................................
2
1.4 Tujuan Skripsi ......................................................................................................
3
1.5 Manfaat Skripsi ....................................................................................................
3
1.6 Sistematika penulisan ..........................................................................................
3
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Computer Numerical Control (CNC) ..................................................................
5
2.2 Mikrokontroller Arduino Uno .............................................................................
9
2.3 Prinsip Dasar router milling.................................................................................
11
2.4 Mesin router milling ............................................................................................
12
2.5 Spindle Mesin ......................................................................................................
12
2.6 Jenis-Jenis Motor Beserta Cara Kerjanya ............................................................
14
2.6.1 Motor ............................................................................................................
14
2.6.2 Stepper ..........................................................................................................
15
2.7 Motor Stepper ......................................................................................................
17
2.7.1 Karakteristik Motor Stepper ........................................................................
18
2.7.2 Kontruksi Motor Stepper .............................................................................
19
2.8 Tipe-Tipe Motor Stepper .....................................................................................
20
2.8.1 Motor Stepper Tipe Variable Reluctance (VR) ...........................................
21
vii
2.8.2 Motor Stepper Tipe Permanent Magnet (PM).............................................
22
2.8.3 Motor Stepper Tipe Hybrid (HB) ................................................................
22
2.9 Kelebihan Motor Stepper .....................................................................................
22
2.10 Istilah Faktor Daya Listrik .................................................................................
23
2.11 Rumus Daya, Arus, Tegangan ...........................................................................
24
2.12 Tarif Dasar Listrik (TDL) ..................................................................................
26
BAB III
METEDOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian .............................................................................
26
3.2 Alat Dan Bahan ....................................................................................................
26
3.3 Variabel Yang Di Ukur ........................................................................................
26
3.4 Tehnik Pengumpulan Data ..................................................................................
26
3.5 Prototipe Eksperimen...........................................................................................
28
3.6 flow chart cara pengujian.....................................................................................
30
3.7 Analisa Data .........................................................................................................
31
BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
4.1 hasil pengukuran dan perhitungan x, y , xy .........................................................
32
4.1.1 pengukuran gerakan x, y, xy ........................................................................
32
4.1.2 perhitungan gerakan x, y , xy.......................................................................
33
4.2 pembahasan ..........................................................................................................
35
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..........................................................................................................
36
5.2 Saran ...................................................................................................................
36
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN-LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Contoh Desain Gambar/Pola ....................................................................
6
Gambar 2.2 Aplikasi Grbl ............................................................................................
7
Gambar 2.3 Board Arduino Uno ..................................................................................
10
Gambar 2.4 Milling Cutter ...........................................................................................
11
Gambar 2.5 Router Milling ..........................................................................................
12
Gambar 2.6 Minigrinder M-2310 ................................................................................
13
Gambar 2.7 Spindle Pada Mesin Router Milling .........................................................
13
Gambar 2.8 Putaran Motor ...........................................................................................
14
Gambar 2.9 Ilustrasi Arah Motor .................................................................................
15
Gambar 2.10 Skema Motor Stepper .............................................................................
16
Gambar 2.11 Karakteristik Stepper Pembangkit Tunggal ...........................................
17
Gambar 2.12 Karakteristik Stepper Pembangkit Ganda ..............................................
17
Gambar 2.13 Kontruksi Atau Bagian Motor Stepper...................................................
20
Gambar 2.14 Penanmpang Melintang Dari Motor Stepper Tipe (Vr) .........................
21
Gambar 2.15 Ilustrasi Sederhana Dari Motor Stepper Tipe (Pm) ................................
21
Gambar 2.16 Penampang Melintang Dari Motor Stepper Tipe Hibrid .......................
22
Gambar 2.27 Gambar Segitiga Siku Daya ...................................................................
24
Gambar 2.28 Rumus Daya, Arus, Tegangan................................................................
24
Gambar 2.29 Rumus Daya ...........................................................................................
25
Gambar 2.20 Tarif Dasar Listrik(TDL) 2004 ..............................................................
26
Gambar 3.1 Pemasangan Watt Meter Pada Sumber Tegangan....................................
27
Gambar 3.2 Prototipe Router Milling ..........................................................................
28
Gambar 3.3 Box Tempat Driver Dan Power Supply ...................................................
28
Gambar 3.4 Alat-Alat Router Milling ..........................................................................
29
Gambar 3.5 Diagram Blok Pemasangan Alat Ukur .....................................................
29
Gambar 3.8 flow chart pengukuran ..............................................................................
30
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Daya Pengukuran Dan Perhitungan .......................
34
Gambar 4.2 Grafik Konsumsi Daya Wh/Cm ...............................................................
34
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengukuran Gerakan x , y, xy ......................................................................
32
Tabel 4.2 Perhitungan Gerakan x,y,xy .........................................................................
33
Tabel 4.3 Rerata Rekapitulasi Perhitungan Wh/Cm Gerakan x,y,xy...........................
33
Tabel 4.4 Biaya Konsumsi Untuk Menggrafir Per/cm nya ..........................................
35
x